ΣΚΛΗΡΟΜΕΤΡΗΣΗ Α) Στατικές µέθοδοι Β) υναµικές µέθοδοι ή µέθοδος EQUOTIP

Transcript

1 ΣΚΛΗΡΟΜΕΤΡΗΣΗ Από τις αρχές του προηγούµενου αιώνα είναι αποδεδειγµένη η τεράστια σπουδαιότητα για την βιοµηχανία µετάλλου και πλαστικού της µέτρησης της σκληρότητας ενός µεταλλικού ή πλαστικού δοκιµίου. H σκληροµέτρηση δίνει αξιόπιστα συµπεράσµατα σχετικά µε τον έλεγχο των εισερχοµένων, των πρώτων υλών, των ενδιάµεσων όπως και των τελικών προϊόντων και έτσι συµβάλει ουσιαστικά στον ολοκληρωµένο Ποιοτικό Έλεγχο και την ιασφάλιση Ποιότητας µιας επιχείρησης. Αν και δεν υπάρχει συγκεκριµένος ορισµός της σκληρότητας, θα µπορούσε να δοθεί ο παρακάτω: Σκληρότητα ορίζεται η βαθµός αντίστασης ενός υλικού στην πλαστική παραµόρφωση που προκαλείτε από την διείσδυση άλλων σωµάτων σε αυτό. Τα αποτελέσµατα της σκληροµέτρησης παρέχουν χρήσιµες πληροφορίες σχετικά µε διάφορα θέµατα που χαρακτηρίζουν τα υλικά όπως για παράδειγµα : Προσδιορισµός υλικού. Έλεγχος ορθής διαδικασίας θερµικής κατεργασίας. Έλεγχος ποιότητας επιφανειακών κατεργασιών Συµπεριφορά και αντοχή του υλικού κατά την διάρκεια του χρόνου. Συµπεριφορά του υλικού σε συνθήκες φθοράς και καταπόνησης. Έλεγχος µείωσης αντοχής µετά από θερµική κατεργασία Πληροφορίες σχετικά µε αντοχή σε εφελκυσµό Σε γενικές γραµµές η σκληροµέτρηση έχει τα ακόλουθα πλεονεκτήµατα: Είναι µια γρήγορη, απλή, εύκολη και αξιόπιστη µέτρηση ίνει στοιχεία σχετικά µε τις µηχανικές ιδιότητες του υλικού και έτσι µπορεί να συσχετιστεί άµεσα µε την αντοχή σε εφελκυσµό (Tensile Strength). Μεγαλύτερη σκληρότητα συνεπάγεται µεγαλύτερη αντοχή σε παραµόρφωση. Είναι ένας Μη-Καταστροφικός έλεγχος Η σκληρότητα είναι ένα χαρακτηριστικό του υλικού και η τιµή της έχει άµεση σχέση µε την µεθοδολογία που ακολουθήθηκε για την εύρεση της. Οι µέθοδοι σκληροµέτρησης, αναλόγως µε το αν θα εφαρµοστούν στατικά ή κρουστικά φορτία, χωρίζονται στις παρακάτω πιο διαδεδοµένες µεθόδους: Α) Στατικές µέθοδοι Β) υναµικές µέθοδοι ή µέθοδος EQUOTIP Σελίδα 1/12

2 Α) ΣΤΑΤΙΚΕΣ ΜΕΘΟ ΟΙ Η βασική αρχή των Στατικών µεθόδων έγκειται στην αρχή του ότι µέσω µιας συσκευής που λέγεται διεισδυτής, ασκείται στο δοκίµιο στατικά, ένα συγκεκριµένο φορτίο για ένα συγκεκριµένο χρονικό διάστηµα και δηµιουργεί ένα αποτύπωµα πάνω σε αυτό. Η τιµή της σκληρότητας προκύπτει από την ανάγνωση των στοιχείων του αποτυπώµατος. Οι πλέον γνωστές Στατικές Μέθοδοι σκληροµέτρησης είναι: Α.1) ROCKWELL Α.2) ROCKWELL SUPERFICIAL Α.3) BRINELL Α.4) VICKERS A.5) KNOOP Ή ΜΙΚΡΟΣΚΛΗΡΟΜΕΤΡΗΣΗ Α.6) SHORE Α & SHORE Α Α.1) ROCKWELL Η µέθοδος σκληροµέτρησης ROCKWELL είναι η πλέον διαδεδοµένη. Χρησιµοποιείται κυρίως για σιδηρούχα αλλά και µη σιδηρούχα δοκίµια καθώς είναι απλή, γρήγορη και οικονοµική. Σε γενικές γραµµές η φιλοσοφία της µεθόδου στηρίζεται στην µέτρηση του βάθους διείσδυσης ενός διεισδυτή κάτω από την επίδραση ενός φορτίου. Ο διεισδυτής έχει την µορφή ενός αδαµάντινου κώνου γωνίας (για µετρήσεις σε σκληρά µέταλλα) ή χαλύβδινής σφαίρας συγκεκριµένης διαµέτρου (για µετρήσεις σε µαλακά µέταλλα). To φορτίο είναι δύο τύπων, το αρχικό 10Kgr και το τελικό 50, 90 ή 140Kgr (αναλόγως τον τύπο σκληροµέτρησης) Ο τύπος του διεισδυτή και του ασκούµενου φορτίου καθορίζει την κλίµακα σκληρότητας Α, Β, C, E, D, F, G, H, K, L, M, P, R, S, V. Για παράδειγµα για την κλίµακα C (που είναι και η πλέον διαδεδοµένη) χρησιµοποιείται αδαµάντινος κωνικός διεισδυτής γωνίας µε αρχικό φορτίο 10Kgr και τελικό 140 Κgr. Σκληρόµετρο Rockwell Η διαδικασία έγκειται στην εφαρµογή δύο τύπων φορτίων σε δύο στάδια. Στο πρώτο στάδιο εφαρµόζεται ένα αρχικό φορτίο F 0 =10Kgr για κάποια δευτερόλεπτα και επιτυγχάνεται ένα αρχικό βάθος διείσδυσης το οποίο και θεωρείται µηδενικό βάθος. Αφού επέλθει ηρεµία στο σύστηµα, παράλληλα µε το αρχικό φορτίο, ασκείται το τελικό φορτίο F 1 µε το οποίο Σελίδα 2/12

3 δηµιουργείται µια περαιτέρω διείσδυση στο υλικό. Αφού επέλθει πάλι ηρεµία στο σύστηµα αφαιρείται το τελικό φορτίο F1 και παραµένει µόνο το αρχικό φορτίο F 0. Η τιµή της σκληρότητας δίνεται από την διαφορά του τελικού βάθους διείσδυσης µείον το αρχικό βάθος διείσδυσης. Οπότε σύµφωνα µε την µέθοδο Rockwell, tο αποτέλεσµα της σκληροµέτρησης είναι µήκος και πιο συγκεκριµένα το βάθος διείσδυσης µετρούµενο µε µονάδα µέτρησης τα 0,002mm. Ο µαθηµατικός τύπος που δίνει την τιµή της σκληρότητας είναι: HR=E-e Η όλη διαδικασία σκληροµέτρησης φαίνεται στο Σχεδιάγραµµα Νο1. όπου: F 0 : Αρχικό φορτίο σε Kgr F 1 : Τελικό φορτίο F: Συνολικό φορτίο E: Σταθερά η οποία εξαρτάται από την µορφή του διεισδυτή. e: To επιπλέον βάθος διείσδυσης το οποίο δηµιουργήθηκε λόγω εφαρµογής του τελικού φορτίου F 1 µετρούµενο σε µονάδες 0,002mm Αρχικό φορτίο Αρχικό φορτίο F 0 F 0 + Τελικό φορτίο F 1 = Συνολικό φορτίο F Αρχικό φορτίο F 0 Ε e Σχεδιάγραµµα Νο1. Τα συνήθη σκληρόµετρα Rockwell δίνουν την τιµή της σκληρότητας είτε σε ψηφιακή είτε σε ωρολογιακή µορφή χωρίς να απαιτείται ο χρήστης να κάνει την ανάλογη αφαίρεση βάθους. Στον Πίνακα Νο.1 που ακολουθεί δίνονται παραδειγµατικά κάποιες χαρακτηριστικές τιµές σχετικά µε την κλίµακα, τον τύπο του διεισδυτή και τα ασκούµενα φορτία. ΠΙΝΑΚΑΣ 1 Κλίµακα Τύπος διεισδυτή Αρχικό Τελικό Συνολικό Τιµή φ ορτίο F 0 φορτίο φορτίο σταθεράς Kgr F 1 Kgr Kgr Ε Α Αδαµάντινος κώνος Β 1/16" χαλύβδινη σφαίρα C Αδαµάντινος κώνος E 1/8" χαλύβδινη σφαίρα F 1/16" χαλύβδινη σφαίρα Για την ονοµατολογία της µεθόδου Rockwell χρησιµοποιούνται οι χαρακτήρες ΗR. Για παράδειγµα 45HRC σηµαίνει ότι το υλικό έχει µια σκληρότητα 45 κατά την κλίµακα C. Σελίδα 3/12

4 Στην επιλογή του σωστού τύπου κλίµακας µέτρησης κατά Rockwell είναι σηµαντικό να έχουν µ ελετηθεί οι παρακάτω παράµετροι: Τύπος του υλικού Επιφάνεια του υλικού (λεία, επίπεδη και καθαρή) Πάχος του δείγµατος (τουλάχιστον 10 φορές το βάθος του αποτυπώµατος) Θέση που θα γίνει η µέτρηση Περιορισµοί της κλίµακας Στον παρακάτω Πίνακα Νο.2 δίνονται ενδεικτικά κάποιες εφαρµογές σε σχέση µε τις κλίµακες Rockwell. ΠΙΝΑΚΑΣ 2 Κλίµακα ιεισδυτής Εφαρµογή HRΑ Αδαµάντινος κώνος Χαλύβδινα ελάσµατα, Ρηχή επιφανειακή ενανθράκωση HRΒ 1/16" χαλύβδινη σφ αίρα Κράµατα Χαλκού (Cu) ή Αλουµινίου (Al) Ανοπτηµένος χαµηλής περιεκτικότητας σε C χάλυβας HRC Αδαµάντινος κώνος Χάλυβας, σκληρός χυτοσίδηρος, χάλυβας που έχει δεχθεί επιφανειακή βαφή κ.α. HRE 1/8" χαλύβδινη σφαίρα Χυτοσίδηρος, Αλουµίνιο, Μαγνήσιο HRF 1/16" χαλύβδινη σφαίρα Ανοπτηµένα κράµατα χαλκού, λεπτά µαλακά µεταλλικά ελάσµατα Η κλίµακα Β χρησιµοποιείται για µα λακά υλικά όπως κράµατα χαλκού, µαλακός χάλυβας, κράµατα αλουµινίου κ.α. Ο διεισδυτής είναι µια χαλύβδινη σφαίρα διαµέτρου 1/16 και ασκείται φορτίο 100kgr. Η κλίµακα C χρησιµοποιείται για την µέτρηση της σκληρότητας πιο σκληρών υλικών, όπως σκληρός χυτοσίδηρος και πολλά κράµατα χάλυβα κ.α. Ο διεισδυτής είναι ένας αδαµάντινος κώνος και ασκείται ένα φορτίο 150kgr. Τα πλεονεκτήµατα της µεθόδου Rockwell είναι η ταχύτητα εξαγωγής των αποτελεσµάτων όπως και ο µικρός χρόνος διεξαγωγής της µέτρησης. Σαν µειονεκτήµατα θεωρούνται οι πολλές αυθαίρετες κλίµακες και τα λανθασµένα αποτελέσµατα που προκύπτουν από την λανθασµένη στήριξη του δοκιµίου. Οι πιο διαδεδοµένες µέθοδοι είναι οι HRB, HRC καθώς και οι ROCKWELL SUPERFICIAL HR30N και ΗR30Τ οι οποίες περιγράφονται παρακάτω Σελίδα 4/12

5 Α.2) ROCKWELL SUPERFICIAL Μία άλλη µέθοδος σκληροµέτρησης είναι η ROCKWELL SUPERFICIAL. Η µέθοδος αυτή βασίζεται στην ίδια φιλοσοφία µε την Rockwell αλλά χρησιµοποιείται κυρίως για την µέτρηση σκληρότητας σε πολύ λεπτά ελάσµατα, ελαφρά ενανθρακωµένες επιφάνειες, µικρά δοκίµια ή δοκίµια τα οποία θα έσπαζαν κάτω από την πίεση του φορτίου της µεθόδου Rockwell. Σύµφωνα µε την µέθοδο αυτή, στην αρχική φάση εφαρµόζεται ένα µικρότερο αρχικό φορτίο 3Kgr και στην τελική ένα φορτίο 15, 30 ή 45 Kgr αναλόγως τον διεισδυτή. Αν για την σκληροµέτρηση χρησιµοποιηθεί µία χαλύβδινη σφαίρα διαµέτρου 1/16" τότε θα πρέπει να προστεθεί το γράµµα Τ στην ονοµατολογία HR εννοώντας την σκληροµέτρηση λεπτών µεταλλικών φύλλων. Για παράδειγµα ο συµβολισµός 22HR30Τ δηλώνει, σκληρότητα Rockwell Superficial (επιφανειακή) 22 µε άσκηση φορτίου 30 kgr και χρήση διεισδυτή µορφής χαλύβδινης σφαίρας Αν χρησιµοποιηθεί για διεισδυτής αδαµάντινος κώνος τότε προστίθεται το γράµµα Ν. Για παράδειγµα µε τον συµβολισµό 60 ΗR30Ν δηλώνεται σκληρότητα Rockwell Superficial 60 µε εφαρµογή φορτίου 30Kgr µε χρήση αδαµάντινου κώνου. Σελίδα 5/12

6 Α.3) BRINELL Η µέθοδος Brinell χρησιµοποιήθηκε ευρύτατα κατά την διάρκεια του Β Παγκοσµίου πολέµου για την µέτρηση της σκληρότητας του οπλισµού. Η µέθοδος αυτή βασίζεται στην κάθετη, αργή και σταθερή διείσδυση στο δοκίµιο, µίας πολύ σκληρής χαλύβδινης σφαίρας, µε διάµετρο D, υπό την εφαρµογή ενός σταθερού φορτίου F για ένα συγκεκριµένο χρονικό διάστηµα. Μετά την αποφόρτιση µετριέται µε µικροσκόπιο η διάµετρος του αποτυπώµατος Di. Αναλόγως το προς µέτρηση υλικό εφαρµόζεται και το ανάλογο φορτίο 500Kgr, 1500 ή 3.000Kgr. Το φορτίο των 500 Kgr χρησιµοποιείται για πιο µαλακά υλικά όπως χαλκός, αλουµίνιο και άλλα µη σιδηρούχα. Το φορτίο των 1500 Kgr για κράµατα αλουµινίου, ενώ των Kgr για χάλυβα, χυτοσίδηρο και άλλα σκληρά υλικά. Ο χρόνος εφαρµογής του φορτίου είναι περίπου 10 έως 15 δευτερόλεπτα ενώ για µέτρηση πιο σκληρών υλικών είναι τουλάχιστον 30 δευτερόλεπτα. Η σκληρότητα υπολογίζεται από το πηλίκο της εφαρµοζόµενης δύναµης προς το την επιφάνεια του προκαλούµενου αποτυπώµατος, όπως φαίνεται στον παρακάτω µαθηµατικό τύπο: Σκληρόµετρο Brinell Το αποτέλεσµα στην κλίµακα ΗΒ δίνεται µε την µορφή, για παράδειγµα "75 ΗΒ 10/500/30". Αυτό ερµηνεύεται ως Σκληρότητα 75 Brinell µε χρήση σφαίρας διαµέτρου 10mm, υπό φορτίο 500Kgr, για χρόνο εφαρµογής 30 δευτερόλεπτα. Η µέθοδος Brinell εφαρµόζεται κυρίως σε χυτά ή χυτοπρεσαριστά υλικά που δεν είναι πολύ σκληρά και µε σχετικά µεγάλο πάχος (τουλάχιστον 10 φορές το βάθος του αποτυπώµατος). Το δοκίµιο µετά την σκληροµέτρηση δεν µπορεί να χρησιµοποιηθεί λόγω του βάθους του αποτυπώµατος. Για µεγαλύτερη ακρίβεια των µετρήσεων θα πρέπει το δοκίµιο να έχει αρκετά µεγάλο πάχος. Επίσης θα πρέπει να έχει λειανθεί καλά µε σκοπό αφενός να είναι εύκολή η µέτρηση του αποτυπώµατος και αφετέρου οι διάφορες µικροανωµαλίες της επιφάνειας να µην επηρεάσουν την µέτρηση. Σελίδα 6/12

7 Α.4) VICKERS Η µέθοδος Vickers είναι παρεµφερής της µεθόδου Brinell. Θεωρείται ιδιαίτερα αξιόπιστη και χρησιµοποιείται σε περιπτώσεις όπου τα δοκίµια είναι λεπτά και από πολύ σκληρό υλικό όπως επίσης και αν έχουν δεχθεί οποιαδήποτε επιφανειακή θερµική κατεργασία και η επιφάνεια τους έχει καταστεί πολύ σκληρή. Βασίζεται στην αργή επιβολή ενός φορτίου, µέσω ενός αδαµάντινου διείσδυση, σε ένα δοκίµιο το οποίο έχει υποστεί πολύ καλή λείανση, Ο διεισδυτής έχει σχήµα κανονικής τετραγωνικής πυραµίδας µε γωνία απέναντι εδρών Το φορτίο κυµαίνεται από 1 έως 120 Kgr και ο χρόνος εφαρµογής του είναι περίπου δευτερόλεπτα. Τα τυποποιηµένα σκληρόµετρα Vickers έχουν σύστηµα αυτόµατης επιβολής και απελευθέρωσης του εκλεγόµενου κάθε φορά φορτίου. Η όλη διαδικασία φαίνεται στο Σχήµα Νο1. Η µέτρηση της σκληρότητας του δοκιµίου γίνεται από την µέτρηση των διαστάσεων του αποτυπώµατος µέσω ενός ενσωµατωµένου συστήµατος φωτισµού και µεγεθυντικών φακών. H τιµή της σκληρότητας κατά Vickers προκύπτει από την χρήση του τύπου ΗV=1,854 (F/D 2 ) Όπου F είναι το φορτίο εφαρµογής (σε Kgr) και D 2 η επιφάνεια του αποτυπώµατος (σε mm 2 ). Οθόνη µέτρησης αποτυπώµατος Vickers Σχήµα Νο.1 H σκληρότητα κατά Vickers δίνεται υπό την µορφή, για παράδειγµα, 800HV/10 που δηλώνει σκληρότητα 800 Vickers µε χρήση φορτίου 10Kgr Μερικά από τα πλεονεκτήµατα της µεθόδου αυτής είναι οι ιδιαίτερα αξιόπιστες µετρήσεις, η χρήση µόνο ενός τύπου διεισδυτή η δυνατότητα µέτρησης σκληρών, µαλακών ακόµα και κεραµικών υλικών. Σαν µειονεκτήµατα µπορούν να θεωρηθούν το µεγάλο κόστος αγοράς καθώς και η ανάγκη για πολύ καλή προετοιµασία λείανση του δοκιµίου. Σελίδα 7/12

8 Α.5) KNOOP ή µέτρηση ΜΙΚΡΟ-ΣΚΛΗΡΟΤΗΤΑΣ Η σχετική µικροσκληρότητα ενός υλικού καθορίζεται από την µέθοδο Knoop η οποία ανακαλύφθηκε από τον F. Knoop to Πρόκειται για µια στατική µέθοδο σκληροµέτρησης σύµφωνα µε την οποία η διείσδυση γίνεται µε εφαρµογή µικρών φορτίων από 10gr έως 1Kgr µε ένα πυραµιδοειδούς µορφής διεισδυτής (διαφορετικού από αυτόν της µεθόδου Vickers) ο οποίος και ονοµάζεται διεισδυτής Knoop. Η διαδικασία είναι παρόµοια µε της µεθόδου Vickers, εκτός του ότι λόγω των µικρότερων διαστάσεων του αποτυπώµατος απαιτούνται πολύ µεγαλύτερης ακρίβειας όργανα για την µέτρηση του βάθους του αποτυπώµατος. Το µικροσκόπιο που χρησιµοποιείται για την µέτρηση του αποτυπώµατος έχει συνήθως µεγέθυνση Χ500 και ακρίβεια µέτρησης ±0,5µm. Ο µαθηµατικός τύπος που δίνει την σκληρότητα είναι: ΗΚ= (F/D 2 ) Όπου F είναι η εφαρµοζόµενη δύναµη σε kgr και D 2 είναι το εµβαδόν της επιφάνειας του αποτυπώµατος µετρούµενο σε mm 2 H µέτρηση σκληρότητας κατά Knoop έχει, για παράδειγµα, την εξής µορφή 200 ΗΚ 500/15 που ερµηνεύεται ως σκληρότητα 200 Knoop µε εφαρµογή φορτίου 500gr για χρόνο 15 δευτερολέπτων. Η µικροσκληροµέτρηση χρησιµοποιείται σε περιπτώσεις όπου πρέπει να µελετηθεί η συµπεριφορά επικαλυµµένων επιφανειών ως προς π.χ. την φθορά ή την τριβή. Επίσης χρησιµοποιείται σε περιπτώσεις όπου πρέπει να µελετηθούν παράγοντες που µετέβαλαν απότοµα την σκληρότητα ενός υλικού όπως π.χ. η επιφανειακή βαφή.ακόµα η µέθοδος Knoop επιτρέπει την σκληροµέτρηση εύθραυστων υλικών όπως π.χ. κεραµικών, υάλινων. Απαραίτητη προϋπόθεση για την εφαρµογή της µεθόδου είναι το δοκίµιο να έχει υποστεί µια πάρα πολύ καλή προετοιµασία λείανσης. Σκληρόµετρο για Μικροσκληροµέτρηση Σελίδα 8/12

9 Α.6) ΜΕΤΡΗΣΗ ΠΛΑΣΤΙΚΩΝ & ΕΛΑΣΤΙΚΩΝ ΥΛΙΚΩΝ ΜΕΘΟ ΟΣ SHORE Η µέτρηση της σκληρότητας ενός πλαστικού υλικού πραγµατοποιείται κυρίως µε τις µεθόδους Rockwell ή Shore. Αµφότερες οι µέθοδοι µετράνε την αντίσταση ενός πλαστικού δοκιµίου στην διείσδυση. Έχει όµως επικρατήσει η σκληρότητα των πλαστικών να µετριέται κυρίως µε την µέθοδο Shore. Η µέτρηση µε την µέθοδο Shore γίνεται κυρίως σε δύο κλίµακες, την κλίµακα Shore A για µαλακά ελαστικά και την κλίµακα Shore D για πιο σκληρά πλαστικά. Η σκληρότητα κατά Shore Α ή Shore D µετριέται µε ένα φορητό όργανο γνωστό και ως Durometer. Η τιµή της σκληρότητας προκύπτει από την αντίσταση του υλικού στην διείσδυση µίας ακίδας. Η ακίδα είναι προσαρµοσµένη στην βάση του οργάνου και µπορεί να είναι είτε σφαιρική (Shore A) είτε κωνική (Shore D). Η δύναµη διείσδυσης, η οποία είναι προκαθορισµένη (822gr για Shore A και 4550gr για Shore D) θα πρέπει να ασκηθεί για περίπου 15 δευτερόλεπτα πάνω στο δοκίµιο. Από το βάθος της διείσδυσης προκύπτει η τιµή της σκληρότητας η οποία και αναγράφεται πάνω στο όργανο υπό την µορφή ωρολογιακής ή ηλεκτρονικής ένδειξης σε κλίµακα. H µέτρηση σκληρότητας κατά Shore έχει, για παράδειγµα, την εξής µορφή A/50/15 που ερµηνεύεται ως σκληρότητα 50 Shore A µε εφαρµογή φορτίου για χρόνο 15 δευτερολέπτων. Σκληρόµετρο SHORE A Σκληρόµετρο SHORE τοποθετηµένο σε βάση Σελίδα 9/12

10 ΣΥΣΧΕΤΙΣΗ ΣΚΛΗΡΟΤΗΤΑΣ & ΑΝΤΟΧΗ ΣΕ ΕΦΕΛΚΥΣΜΟ Όπως αναφέρθηκε αρχικά η σκληρότητα είναι δυνατόν να συσχετιστεί κατά προσέγγιση µε την αντοχή σε εφελκυσµό. (σ τ ) ενός υλικού. Ο συσχετισµός αυτός εφαρµόζεται στις περιπτώσεις εκείνες όπου ο προσδιορισµός της τιµής σ τ µε πείραµα εφελκυσµού είναι είτε ανέφικτος είτε δύσκολος. Οι προσεγγιστικές σχέσεις που εφαρµόζονται για κάποιες κατηγορίες µεταλλικών υλικών είναι: - Χάλυβες χαµηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα (<1%) (HB ): σ τ =0,34 HB (kg/mm 2 ) - Χαλκός, ορείχαλκος, µπρούτζος ανοπτηµένος: σ τ = 0,55 HB (kg/mm 2 ) - Αλουµίνιο και κράµατα αλουµινίου (HB µεταξύ 20-25): σ τ =0,33-0,36 ΗΒ Στον πίνακα Νο3.που ακολουθεί αναγράφονται µερικές προσεγγιστικές σχέσεις µεταξύ της σκληρότητας (στις δύο βασικές κλίµακες µέτρησης Brinell, & Rockwell C) και της αντοχής σε εφελκυσµό σ τ. ΠΙΝΑΚΑΣ Νο3. Σκληρότητα Rockwell Κλίµακα C , ,8 135, ,1 124, ,6 114, ,3 106,8 Σκληρότητα Brinell Αντοχή σε εφελκυσµό (Kgr/mm 2 ) Σελίδα 10/12

11 Β) ΥΝΑΜΙΚΕΣ ΜΕΘΟ ΟΙ ή ΜΕΘΟ ΟΣ EQUOTIP Οι στατικές µέθοδοι όπως Brinell (1900), Rockwell (1919) και Vickers (1925) εξυπηρέτησαν την βιοµηχανία για πάνω από 100 χρόνια, είναι εντυπωσιακό όµως ότι για πολλές δεκαετίες δεν είχε ανακαλυφθεί καµία νέα µέθοδος σκληροµέτρησης. Το µεγαλύτερο µειονέκτηµα όλων των παραπάνω µεθόδων ήταν ότι οι συσκευές ήταν επιτραπέζιες-σταθερές οπότε καθιστούσαν την σκληροµέτρηση ασύµφορη και χρονοβόρα λόγω του κόστους και του απαιτούµενου χρόνου µεταφοράς των δοκιµίων στην συσκευή. Ήταν σχεδόν πριν 30 χρόνια όταν ανακαλύφθηκε η µέθοδος EQUOTIP (1975) η οποία και έγινε συνώνυµη µε τα Φορητά Σκληρόµετρα. Χάρις σε αυτή την µέθοδο η σκληροµέτρηση µπορούσε πλέον να γίνει επιτόπου, εύκολα µα κυρίως εξίσου αξιόπιστα µε τις σταθερές µεθόδους. Η λειτουργία της µεθόδου είναι απλή. Συνοπτικά, το σώµα πρόσκρουσης (το οποίο βρίσκεται εσωτερικά στον αισθητήρα) απελευθερώνεται από ένα ελατήριο και προσπίπτει πάνω στο δοκίµιο. Η ταχύτητα πτώσης και αναπήδησης του µετρούνται (εσωτερικά του αισθητήρα) σε απόσταση 1mm από το δοκίµιο. Από την διαφορά στις ταχύτητες, πριν και µετά την αναπήδηση, προκύπτει η τιµή της σκληρότητας του µετάλλου. Αισθητήρας Φορητό Σκληρόµετρο Equoptip Τα κύρια χαρακτηριστικά της µεθόδου αυτής είναι: Άνετη µεταφορά. Ευκολία στην χρήση. Άµεση ανάγνωση του αποτελέσµατος της µέτρησης. Υψηλή ακρίβεια των µετρήσεων. Υψηλή επαναληψιµότητα των αποτελεσµάτων. υνατότητα αυτόµατης µετατροπής σε όλες τις άλλες γνωστές κλίµακες σκληροµέτρησης όπως HRC, HRB, HV, HB, Shore D. Μέτρηση προς κάθε κατεύθυνση Μέτρηση καµπύλων & κοίλων επιφανειών Χρήση για όλα τα µεταλλικά υλικά καθώς και τα σκληρά πλαστικά Σελίδα 11/12 Οθόνη Μετρήσεων

12 Μεγάλο εύρος µετρήσεων, σε όλες τις γνωστές κλίµακες HRC, HRB, HV, HB, Shore D όπως και εύρεση της τιµής σ τ. Μεγάλη σειρά από αισθητήρες για κάλυψη των περισσότερων εφαρµογών. Παράλληλα η εξέλιξη της µεθόδου αυτής δεν σταµάτησε εκεί. Στην συνέχεια προστέθηκε ένας νέος αισθητήρας ο EQUOSTAT. Ο αισθητήρας αυτός επέτρεψε στον χρήστη, παράλληλα µε την υναµική σκληροµέτρηση, να µπορεί να πραγµατοποιεί και ΣΤΑΤΙΚΗ σκληροµέτρηση Βασιζόµενο στην ίδια περίπου φιλοσοφία της µεθόδου Rockwell, το σκληρόµετρο EQUOTIP, µε χρήση του αισθητήρα EQUOSTAT, µπορεί να σκληροµετρήσει µικρά ή/ και λεπτά τεµάχια. Η αξιοπιστία της συσκευής όπως και της διαδικασίας µέτρησης καθιερώθηκε και στην Αµερική αφού δηµιουργήθηκε και το ανάλογο πρότυπο.(astm Α Standard Test Method for Equotip Hardness testing) Preliminary test force F 0 Total test force F Preliminary test force F 0 t1 t 0 DD5 Hardness value HRZ = resp. = Επιµέλεια: Σάββας Θ. ακαλής ΤΕΧΝΙΚΟΝ ΓΡΑΦΕΙΟΝ. ΒΡΕΚΟΣΙΣ Σελίδα 12/12